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Wie der Konsum von Convenience-Produkten die Mikrobiom-Immun-Homöostase und damit assoziierte Folgeerkrankungen beeinflusst

Eine Anzahl an Umweltfaktoren (Konsum von Convenience-Produkten, Rauchen, hoher Alkoholkonsum, Schlafmangel, Umwelttoxine, Bewegungsmangel, permanenter Stress), die mit einem westlichen Lebensstil assoziiert sind, wirken sich nachteilig auf die Gesundheit aus.

(c) Prof. Dr. Eicke Latz

 Die Prävalenz von Adipositas und damit assoziierten metabolischen Erkrankungen hat mittlerweile pandemische Ausmaße angenommen. Neben mangelnder Bewegung, Stress, Schlafmangel und auch einer direkten Exposition gegenüber Umwelttoxinen tragen vor allem eine Fehl- und Überernährung meist schon ab dem frühen Kindesalter stark zu einer erhöhten Anfälligkeit für mikrobielle Dysbiosen im Orodigestivtrakt bei. Der permanente Konsum von ungesunden hochkalorischen Convenience-Produkten stört die Mikrobiom-Immun-Homöostase und führt zur epigenetischen Reprogrammierung von Immun-Vorläuferzellen und damit assoziierten chronischen Entzündungsreaktionen im ganzen Körper. Langfristig bedingen diese Prozesse die Entwicklung entzündlicher Stoffwechselerkrankungen wie Adipositas, Diabetes mellitus Typ 2 und kardiovaskulären Erkrankungen, aber auch Erkrankungen der Mundhöhle (Parodontalerkrankungen, Karies, etc.). Neben dem Einsatz von pflanzlichen Therapeutika und einer pflanzenbasierten Ernährung zur Gesundheitsförderung stehen vor allem die präventive Gesundheitserziehung und eine Ernährungsprophylaxe langfristig im Vordergrund, um vor allem vulnerable Bevölkerungsgruppen vor den Konsequenzen einer westlichen krank-machenden Ernährung zu schützen. In diesem Kurzreview für das Quintessenz Team-Journal 7/20 stellt Autorin Anette Christ vom Institut für Angeborene Immunität der Universität Bonn den Einfluss des Konsums von Convenience-Produkten auf die Mikrobiom-Immun-Homöostase und die damit assoziierten Folgeerkrankungen vor.

Den Erfordernissen einer modernen Zahnarztpraxis entsprechend, wendet sich das „Quintessenz Team-Journal“ an das gesamte zahnärztliche Team: Zahnärztinnen, Zahnärzte sowie Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, von Auszubildenden bis zur Dentalhygienikerin. Neben dem Basiswissen für die Auszubildende sorgen Beiträge aus dem klinischen Bereich für ein Kompetenz-Plus. Mehr Infos zur Zeitschrift, zum Abo und zum Bestellen eines kostenlosen Probehefts finden Sie im Quintessenz-Shop.

Folgen einer westlichen Ernährungsweise

Die modernen Lebenswelten sowie die damit verbundenen Lebensbedingungen der heutigen westlichen Gesellschaft haben sich in den vergangenen Jahrzehnten vor allem durch verbesserte medizinische Versorgungssysteme und rapide Fortschritte in der biomedizinischen Forschung stark verändert. Die Entwicklung von Arzneimitteln, der breite Einsatz von Antibiotika, effektive Impfungen und der Zugang zu sauberem Trinkwasser und Sanitäranlagen führten dazu, dass Infektionskrankheiten nicht länger die Haupttodesursache der westlichen Industrienationen sind: In der heutigen westlichen Gesellschaft sterben weniger als 20 Prozent der Menschen daran. Die Wissenserkenntnisse der letzten zweihundert Jahre führten zu einer deutlichen Minimierung von Infektionskrankheiten und der Kindermortalität und sind gleichzeitig mit einem steigenden Altersdurchschnitt in der Bevölkerung verbunden36. Generell leben Menschen deutlich länger, dennoch wird ein gesundes Altern aufgrund unseres modernen, ungesunden Lifestyles mehr und mehr beeinträchtigt12,32,33. Der Konsum von kalorienreichem, fett- und zuckerhaltigem Essen (vor allem tieri­sche Fette, die reich an gesättigten Fettsäuren wie Palmitin und Stearinsäure sind, und raffinierte Zucker), ein starker Bewegungsmangel, aber auch die direkte Exposition mit Umwelttoxinen und psychosozialer Stress tragen dazu bei, dass unser Immun- und Stoffwechselsystem aus ihrem physiologischen Gleichgewicht geraten. Die sich daraus entwickelnden Volkskrankheiten wie Adipositas, Diabetes mellitus Typ 2, chronische Lebererkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, neurodegenerative Erkrankungen und verschiedene Krebserkrankungen beeinträchtigen die Lebensqualität und das gesunde Altern und stellen nicht zuletzt den Großteil der Todesursachen in den westlichen Industrienationen dar6,13,20,24,37. Das grundlegend veränderte Ess- und Konsumverhalten erhöht auch die Dysbioseanfälligkeit menschlicher Mikrobiome in verschiedenen Habitaten wie dem Darmtrakt und der Mundhöhle. Diese Dysbiosen führen häufig zu einer Reduktion der mikrobiellen Artenvielfalt und des mikrobiellen Stoffwechsels und sind gepaart mit chronischen Entzündungsprozessen. Der permanente Verzehr von zuckerhaltigen Produkten sowie die mangelnde Aufnahme von Ballaststoffen, Omega-3-Fettsäuren, Vitaminen (A, C, E), Folsäure und Calcium (vor allem in Gemüse, Früchten, hochwertigem Getreide, Hülsenfrüchten, Nüssen, Fisch und Olivenöl) sind assoziiert mit der Zunahme pathobiontischer Keime, welche langfristig zu entzündeter Gingiva und der Entstehung von Parodontitis und Karies führen. Intestinale Dysbiosen führen oft zu einer Verschiebung der Immunhomöostase und assoziierten chronischen Darmerkrankungen17,41,47 (Abb. 1).

Adipositas ist mittlerweile durch die Weltgesundheitsorganisation als eine globale Pandemie anerkannt. Weltweit sind die Zahlen fettleibiger Kinder und Erwachsener mit Lifestyle-Erkrankungen seit 1975 bis 2016 um ein Dreifaches gestiegen. Bei gleichbleibender Rate werden im Jahr 2025 etwa 30 % der Bevölkerung Diabetes mellitus Typ 2 haben und 50 % werden fettleibig sein. Adipositas und damit assoziierte systemische Entzündungsreaktionen beeinflussen die Funktion vieler Organe wie Leber, Bauchspeicheldrüse, Darm, Milz und Gehirn12,33,32,21,35. Ein enger Zusammenhang wurde auch zwischen Adipositas und der Entstehung von Parodontalerkrankungen sowie chronischen Infektionen in der Mundhöhle beschrieben. Entzündungsmediatoren wie Interleukin-1β und Interleukin-6 verstärken die oralen Dysbiosen27.

Die weltweit steigende Prävalenz von Übergewicht, Adipositas und ernährungsmitbedingten, nicht übertragbaren Krankheiten stellt die Sozial-, Gesundheits- und Gesellschaftssysteme vor enorme Herausforderungen: nicht übertragbare Krankheiten beeinträchtigen in hohem Maße die Lebensqualität und die Lebenserwartung der Betroffenen. Schätzungen zufolge entfallen in Deutschland auf durch Adipositas verursachte Erkrankungen etwa 63 Mrd. EUR16,39. Ernährungspolitische Präventionsmaßnahmen, die das Nährwertprofil von Convenience-Produkten verbessern sollen, sowie eine leicht verständliche Nährwertkennzeichnung oder die Versteuerung von zuckerhaltigen Produkten im Rahmen einer langfristigen Gesundheitserziehung sollen den Konsumenten eine faire Einschätzung der Produkte ermöglichen18,26.

Konsum von hochkalorischen Convenience-Produkten beeinflusst unser Immunsystem

Die evolutionäre Selektion der Menschheit hat über viele Millionen Jahre hinweg dazu geführt, ein spezifisches und hocheffektives antimikrobielles Immunsystem zu entwickeln, welches mit dem Stoffwechselsystem unseres Körpers eng assoziiert ist. Die Ausbildung bestimmter selektiver Mechanismen war für das Überleben der Menschheit essenziell, da diese permanent einer Umgebung mit tödlichen Mikroben ausgesetzt waren. So kann der Blutglukosespiegel bei starkem Energiebedarf, zum Beispiel im Falle von Entzündungsreaktionen und während Phasen der Immobilisation, schnell und effektiv erhöht werden, um wichtige Organe wie Hirn, Herz und Nieren mit Nährstoffen und Energie zu versorgen und deren Funktion aufrechtzuerhalten5,14,23. Das Speichern von Energie in Form von Fettdepots wurde evolutionär begünstigt, da ein Energieabruf aus Fettspeichern in Phasen einer verminderten Nahrungszuführung und bei hohem Energiebedarf bei unseren Vorfahren einen Überlebensvorteil sicherte. Die Lebenswelten in unserer modernen Gesellschaft haben sich in den vergangenen Jahrzehnten allerdings stark verändert. Wir leben heute in einer Umgebung, in der es aufgrund der Infrastruktur keinen Nahrungsmangel gibt. Menschen in modernen Gesellschaften konsumieren allerdings in hohem Maße hochkalorische prozessierte Convenience-Produkte. Allgemein machen ein chronischer Bewegungsmangel, verknüpft mit dem Konsum ungesunder Lebensmittel den modernen Mensch krank22,8. Die exzessive Aufnahme von tierischen Fetten, vor allem gesättigte Fettsäuren in rotem Fleisch, raffiniertem Zucker und stark cholesterin- und salzhaltigen Produkten führen zu einem schnellen und markanten Anstieg der Blutfette (Triglyceride und low-density Lipoproteine) und der Blutglukose, und versetzen unser Immunsystem aufgrund epigenetischer Reprogrammierung der Immunvorläuferzellen in eine erhöhte Alarmbereitschaft (angeborenes Immuntraining)3,9,30. Unter den betroffenen Genen befinden sich vor allem solche, die für die Zellproliferation und -reifung verantwortlich sind. Unser Immunsystem reagiert auf Junkfood quasi wie auf einen bakteriellen Infekt. Auch lange nach der Umstellung auf eine gesunde Ernährung ist die Entzündung in Richtung einer angeborenen Immunstimulation stärker ausgeprägt9. Kürzlich wurde gezeigt, dass der intrazelluläre NLRP3-Inflammasomkomplex, welcher normalerweise bei der Erkennung von Infektionserregern und anderen schädlichen Substanzen eine wichtige Rolle spielt, essenziell für das ernährungsbedingte Immuntraining ist9. Wie genau das NLRP3-Inflammasom westliche Diäten erkennt, ist jedoch noch unklar. Weitere Schlüsselfragen wie die Dauer, die Spezifität und die Reversibilität des angeborenen Immuntrainings im Zusammenhang mit einer westlichen Ernährung sind noch zu beantworten. Zudem ist bisher unklar, welche Metabolite tatsächlich zur langfristigen Reprogrammierung führen. Generell steht das ernährungsbedingte Immuntraining jedoch in engem Zusammenhang mit der Entstehung von chronischen Entzündungsreaktionen im ganzen Körper11.

Ernährungsbedingte Dysbiosen

Eine ungesunde Ernährungsweise führt bereits während der Embryonalentwicklung im Mutterleib zu epigenetischen Modifikationen und damit assoziierten Anomalien des Stoffwechsels25. Die mütterliche Ernährung trägt somit zu einer fötalen „epigenetischen Signatur“ bei, die einen Einfluss auf die Anfälligkeit bestimmter Krankheitsrisiken im späteren Leben der Nachkommen hat. Die mütterliche Ernährung beeinflusst auch das Mikrobiom und somit das Immunsystem der Neugeborenen. Der fortwährende Konsum von ungesunden Convenience-Produkten reduziert folglich nicht nur im adulten Alter, sondern bereits während der Embryonal- und frühkindlichen Entwicklung, die mikrobielle Resilienz im Orodigestivtrakt, zerstört die Mikrobiom-Immun-Homöostase und fördert chronische Entzündungsreaktionen im ganzen Körper41,25.

Der Orodigestivtrakt ist ein komplexes System, das kontinuierliche Barriere- und Regulationsmechanismen erfordert, um die Wirt-Mikroben-Interaktionen und folglich die Immun-Gewebe-Homöostase (= Eubiose) aufrechtzuerhalten4. Das menschliche Mikrobiom zeigt im gesunden Zustand eine hohe Biodiversität – Reichtum an bakteriellen Spezies und bakterieller Aktivität – und wird vor allem durch folgende Mikrobiota charakterisiert: Bacteroidetes (Prevotella), Firmicutes (Ruminococcus, Roseburia), Actinobacteria, Proteobacteria und Verrucomicrobiota2. Die mikrobielle Gesamtzusammensetzung wird allerdings durch Umweltfaktoren ständig verändert und beeinflusst dadurch die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Krankheitsanfälligkeit des Wirts4. Studien haben gezeigt, dass verschiedene Faktoren wie die Ernährungsweise, der generelle Lebensstil, medizinische Interventionen (Antibiotika-Behandlung; Magenbypassoperationen), aber auch das Alter, Gewicht, Geschlecht, genetische Faktoren, das angeborene Immunsystem und die Lebenswelten des Wirts die Zusammensetzung des Mikrobioms beeinflussen4,44. Vor allem die Ernährungsweise steht in engem Zusammenhang mit Reichtum und Zusammensetzung des Mikrobioms („Du bist, was Du isst”). In eubiotischen Mikrobiomen dominieren symbiontische und kommensale Mikroorganismen über opportunistische Pathobionten. Sie sind für eine gesunde Mukusproduktion und den Erhalt der Barriereintegrität verantwortlich. Ernährungsbedingte Dysbiosen führen zu einer gestörten Barrierenintegrität, dem Verlust der lokalen Immun-Gewebe-Homöostase (Ausbildung entzündlicher Makrophagen und Th1-Zellen, Freisetzung von Entzündungsmediatoren) und dem Eindringen pathogener mikrobieller Metabolite in den Blutkreislauf43,45.

Allgemein stellt das Mikrobiom die Schnittstelle zwischen dem Ernährungs- und Entzündungsumfeld des Wirts dar. Durch die verwestlichte Ernährung wird das mikrobielle Ökosystem in Darm und Mundhöhle qualitativ und quantitativ verändert (verstärktes Wachstum pathogener Stämme wie Bacteroides, Alistipes und Bilophila), was langfristig die Entwicklung chronischer Entzündungskrankheiten verstärkt.

Therapeutische Interventionen

Ernährungsbedingte Dysbiosen im Orodigestivtrakt sowie erhöhte Blut-, Cholesterin-, Fett- und Glukose-Level führen langfristig zu systemischen Entzündungsreaktionen, einem gestörten Energiestoffwechsel in verschiedenen Organen und der Entwicklung von Stoffwechselkrankheiten29.

Pflanzenbasierte Interventionsmaßnahmen wurden bereits angewandt, um die Mikrobiom-Immun-Homöostase wieder herzustellen und der Entstehung von Stoffwechselerkrankungen vorzubeugen. Insbesondere die Aufnahme von Ballaststoffen sowie die Behandlung mit Prä- und Probiotika zeigten deutliche Verbesserungen. Präbiotika – unverdauliche Lebensmittelbestandteile, welche das Wachstum symbiotischer Bakterienstämme im Colon (Prevotella, Roseburia, Eubacterium rectale, Ruminococcus bromi) gezielt anregen und somit die Gesundheit des Wirts verbessern – wie Inulin, Galaktooligosaccharid oder Oligofruktose förderten das Wachstum symbiotischer Bakterienstämme im Orodigestivtrakt und verbesserten die intestinale Barriereintegrität, sowie Blutglukose-Level und den inflammatorischen Tonus. Auch der Einsatz von lebenden Mikroorganismen, sogenannten Probiotika (Laktobazillen, Bifidobakterien und Hefepilze), zeigte einen positiven Effekt auf die Zusammensetzung der Mund- und Darmflora. Das Wachstum pathogener Stämme und die damit verbundene Freisetzung bakterieller Endotoxine wie Lipopolysaccharid wurden inhibiert1,42,34.

Der Konsum der klassischen mediterranen Diät, welche reich an ungesättigten Fettsäuren ist, wirkte sich positiv auf die Firmicutes/Bacteroidetes ratio aus und verminderte den inflammatorischen Tonus15.

Auch Nutrazeutika – pflanzliche Stoffe, Nahrungsergänzungsmittel und essenzielle Fettsäuren, welche reich an Antioxidantien, Ballaststoffen, Phytochemikalien, Vitaminen und Mineralien sind – zeigten gesundheitsfördernde Effekte. Auch sie unterstützen das Wachstum symbiotischer Bakterienstämme im Orodigestivtrakt (Bifidobacterium, Lactobacillus). Zudem zeichnen sie sich durch ihre lipidsenkenden, antientzündlichen sowie kardio- und krebsprotektiven Eigenschaften aus40. Zu den am häufigsten eingesetzten Neutrazeutika gehören unter anderem Koffein, Flavonoide, Carotinoide, Polyphenole und Saponine. Celastrol, ein pentacyclisches Triterpenoid aus der Wurzel der Tripterygium, zeigte zum Beispiel einen positiven gewichtssenkenden Effekt um bis zu 45 Prozent. Chitosan, ein pflanzlicher Wirkstoff in Pilzen, hat fett- und cholesterinsenkende Eigenschaften. Zudem haben Phytochemikalien und Polyphenole die Eigenschaft, an Gallensäure zu binden und somit die Exkretion von Fetten und Cholesterin zu fördern. Phytochemikalien schützen auch die β-Zellen im Pankreas vor oxidativem Stress und vermindern somit die Freisetzung entzündungsfördernder Mediatoren. Zudem zeigt der Einsatz kurzkettiger Fettsäuren („Short chain fatty acids“) positive Effekte auf das Mikrobiom des Orodigestivtrakts und den Fettstoffwechsel7. Zu den prominentesten kurzkettigen Fettsäuren gehören Acetatsäure, Propionsäure und Butyrat. Als bioaktive Metabolite regulieren sie die Freisetzung neuroendokriner Hormone (Inkretine, Ghrelin, Glucagon-like Peptid-1, Peptid YY) welche das Körpergewicht, die Insulinsensitivität, die Appetitregulation sowie Stoffwechsel- und Immunprozesse beeinflussen. Auch die mehrfach ungesättigten pflanzlichen Omega-3-Fettsäuren (Alpha-Linolensäure, Docosahexaensäure und Eicosapentaensäure) besitzen entzündungshemmende Eigenschaften38. Sie finden sich vor allem in Fisch, Nüssen und Leinsamenöl. Zudem regulieren Omega-3- Fettsäuren die Freisetzung bestimmter Hormone, die eine wichtige Rolle bei der Insulinsekretion im Pankreas spielen38,19,31.

Ist Gesundheitserziehung zu einem bewussten gesunden Ernährungsverhalten in unserer modernen Welt umsetzbar?

Neben dem Einsatz pflanzlicher Therapeutika spielt aber vor allem die Ernährungsprophylaxe (Ernährungslobbyismus) eine essenzielle Rolle, um den Ernährungstrend in unserer modernen Gesellschaft zu verändern. Die Aufklärung der breiten Gesellschaft hinsichtlich ernährungsbedingter Entzündungsprozesse im Körper und deren Konsequenzen ist unvermeidlich und bildet einen wichtigen Aspekt der Gesundheitserziehung: Ernährungsmuster wie die ursprüngliche mediterrane Diät, ein geringer Konsum von einfachen Kohlenhydraten und zuckerhaltigen Produkten sowie generell pflanzenbasierte Ernährungstrends schützen vor Dysbiosen, systemischen Entzündungsreaktionen und wirken somit der Entstehung von Stoffwechselerkrankungen entgegen10,46.

Weiterhin bedarf es der Umsetzung multimodaler Strategien durch die aktive Mitwirkung verschiedener wissenschaftlicher Disziplinen, politischer Akteure und von Vertretern aus der Lebensmittelindustrie, um eine effektive und langfristige Gesundheitserziehung zu gewährleisten. Vor allem vulnerable Gruppen wie Kinder und bildungsschwache soziale Schichten müssen einfachen Zugang zu effektiven präventiven Maßnahmen haben. Die Einführung der Ernährungsampel, die geplante Erhebung einer Zuckersteuer, verbesserte Ernährungs- und (Bewegungs-)Programme in Kindertagesstätten und Schulen und die Schaffung von gesunden Lebenswelten wie zum Beispiel der Ernährungsführerschein oder das Gesundmobil (BMEL) formen nur einen Teil der notwendigen Maßnahmen, um unsere Gesellschaft langfristig vor einem sich weltweit ausbreitenden – „entzündlichen“ – westlichen Lebensstil zu schützen29,18,28.

Ein Beitrag von Anette Christ, Bonn

Literatur auf Anfrage über news@quintessenz.de 

Quelle: Quintessenz Team-Journal 7/20 Team Zahnmedizin

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